周一凡 方 羚 黃 巧 邱 偉

(中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院神經(jīng)科,廣州510630)

嗜酸性粒細胞在視神經(jīng)脊髓炎譜系疾病中的機制研究①

周一凡 方 羚 黃 巧 邱 偉

(中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院神經(jīng)科,廣州510630)

視神經(jīng)脊髓炎(Neuromyelitis optica,NMO)及其譜系疾病(NMO spectrum disorder,NMOSD)是一種具有復(fù)發(fā)-緩解傾向，主要累及視神經(jīng)與脊髓的中樞神經(jīng)系統(tǒng)(Central nervous system,CNS)自身免疫疾病。長期以來關(guān)于NMOSD是一獨立疾病單元，還是多發(fā)性硬化(Multiple sclerosis,MS)的亞型或變異型一直存在爭議。血清高度特異性的血清水通道蛋白4(Aquaporin 4,AQP4)抗體(NMO- IgG)的發(fā)現(xiàn)，不僅將NMOSD與MS獨立開來，更引起人們對NMOSD免疫學(xué)機制的重新思考。

與MS不同，NMO脊髓病灶為多節(jié)段廣泛性脫髓鞘，并伴累及灰白質(zhì)的囊樣改變、壞死和急性軸索病變。急性活動期病灶內(nèi)可見較多巨噬細胞、B細胞及少量T細胞，血管周圍常伴有顯著的嗜酸性粒細胞(Eosinophil,EOS)、中性粒細胞浸潤以及免疫球蛋白(IgG、IgM)和補體產(chǎn)物的玫瑰花樣沉積[1,2]，這些證據(jù)提示體液免疫參與了NMO發(fā)病進程。Lucchinetti等[1]發(fā)現(xiàn)，NMO患者脊髓病灶中EOS浸潤較MS更為常見(56% vs 4%)，且均存在于早期活動性病灶中。NMO- IgG陽性患者腦脊液(Cerebrospinal fluid,CSF)檢查結(jié)果顯示約10% NMOSD可見EOS，而這在典型MS中幾乎為零[3]。以上說明EOS在NMOSD病程中可能發(fā)揮著獨特的作用，因此本文就其潛在機制以及最新研究進展做一綜述。

1 EOS的生物學(xué)特性

EOS是人體固有免疫細胞，在骨髓中分化成熟后定位于胃腸道、呼吸道、子宮、胸腺等外周器官，在外周血中EOS半衰期約為3 h，在組織可存活至少兩周。IL- 5是EOS分化成熟中最關(guān)鍵的細胞因子，此外還有賴于IL- 3、GM- CSF等作用。EOS從骨髓循環(huán)池游出遷徙至炎癥組織需經(jīng)歷在血管內(nèi)滾動、黏附、錨定等過程，涉及多種黏附分子、選擇素參與。EOS通過淋巴細胞功能相關(guān)抗原- 1(LFA- 1)、晚期抗原- 1(VLA- 1)分別與血管內(nèi)皮細胞上的細胞間黏附分子(ICAM- 1)、血管細胞黏附分子(VCAM- 1)緊密黏附，之后受Eo、IL- 5等趨化作用向病灶募集。一旦到達炎癥組織，EOS便成為活化的細胞并釋放多種炎癥物質(zhì)包括：①脂性介質(zhì)：如白三烯、血小板活化因子(PAF);②顆粒蛋白：如主要堿性蛋白(MBP)、嗜酸細胞陽離子蛋白(ECP)、嗜酸細胞過氧化物酶(EPO)、嗜酸性粒細胞衍生的神經(jīng)毒素(EDN);③細胞因子：如IL- 5、GM- CSF、IL- 6、IL- 8、IL- 10；④趨化因子：如Eo- 1、MIP- α、RANTES;⑤神經(jīng)介質(zhì)：如P物質(zhì)、NGF、VIP[4]。此外，EOS具有一定吞噬與殺菌作用，但遠弱于中性粒細胞。近年發(fā)現(xiàn)EOS有抗原提呈功能，在T細胞激活中發(fā)揮作用。

2 EOS在NMO免疫機制中的可能作用

2.1 損傷血腦屏障(Blood- brain barrier,BBB) AQP4在CNS水分調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用，AQP4缺乏可導(dǎo)致星形膠質(zhì)細胞足突水腫，血管- 神經(jīng)單位完整性失調(diào)，使得BBB呈高通透性。NMO- IgG成分中最重要的是IgG1，具有補體激活作用，當NMO- IgG與AQP4特異性結(jié)合的同時可激活并導(dǎo)致過敏毒素C3a、C5a等釋放。過敏毒素的釋放一方面加重CNS炎性反應(yīng)，另一方面活化粒細胞并促進其遷徙與脫顆粒。另外，星形膠質(zhì)細胞分泌的CCL5、CXCL1也可以募集外周血中EOS、中性粒細胞進入炎癥部位，這些粒細胞通過合成活性氧、蛋白水解酶等方式進一步加重了對組織的損害[5,6]。Vincent等[6]在星形膠質(zhì)細胞和內(nèi)皮細胞體外模擬BBB共培養(yǎng)的系統(tǒng)中加入NMO- IgG陽性患者血清后發(fā)現(xiàn)，在補體存在的情況下粒細胞遷徙更為顯著。他們還觀察到粒細胞在通過BBB后CD107a動員與脫顆粒現(xiàn)象，與粒細胞趨化不同的是這個過程不受補體激活的影響，作者指出這可能是由粒細胞上Fcγ受體與星形膠質(zhì)細胞上AQP4- ab結(jié)合而觸發(fā)。

2.2 EOS與T細胞免疫應(yīng)答 如上文所說，EOS除分泌脂性介質(zhì)、顆粒蛋白外，還具有抗原提呈功能：促進抗原特異性T細胞增殖、誘導(dǎo)Th2細胞極化、釋放細胞因子(如IL- 3、IL- 4、IL- 5、IL- 10等)以及調(diào)節(jié)其他固有細胞[7]。NMO病灶中可觀察到CD3+、CD8+T細胞，雖然數(shù)量較少，但大量研究表明T細胞在NMO發(fā)病機制中發(fā)揮了重要的作用。法國一項研究顯示：NMO- IgG陽性的NMO患者與HLA- DRB1*01*03等位基因關(guān)系較為密切，該等位基因主要屬于DR3單體型，HLA- DR3異二聚體可通過促進T、B細胞相互作用，刺激T細胞等方式加強T細胞免疫應(yīng)答[8]。Lucchinetti等[1]在對NMO患者病理學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)：NMO病灶中有趨化因子受體CCR3表達，該受體作為嗜酸性粒細胞趨化因子(Eotaxin,Eo)唯一受體，主要存在于人EOS上，也可選擇性表達于Th2細胞上，與Th2免疫應(yīng)答有關(guān)。Jones等[9]通過建立NMO- IgG陰性的NMO小鼠模型發(fā)現(xiàn)，AQP4特異性T細胞足以造成NMO樣病灶。因而，我們可以做出一個推斷：EOS可以通過抗原提呈和分泌細胞因子等方式加強T細胞反應(yīng)，而T細胞產(chǎn)生的細胞因子又可反作用于EOS，促進其分化成熟、趨化、脫顆粒、抑制凋亡等過程。

2.3 抗體依賴的細胞介導(dǎo)的細胞毒性 (ADCC) 目前普遍認為CDC是NMO病變的主要機制，近年來ADCC的作用也逐漸得到了證實。NMO- IgG進入CNS與AQP4特異性結(jié)合，通過補體經(jīng)典激活途徑引發(fā)CDC作用的同時，抗體Fc段通過與效應(yīng)細胞Fcγ受體相互作用并促進效應(yīng)細胞聚集、激活與脫顆粒，并且這一過程并不需要補體參與。這些效應(yīng)細胞主要包括EOS、中性粒細胞、巨噬細胞以及較少的NK細胞，它們通過釋放水解酶、顆粒蛋白、炎性介質(zhì)等毒性物質(zhì)直接殺傷星形膠質(zhì)細胞。多個NMO動物模型研究發(fā)現(xiàn)，在應(yīng)用中性粒細胞彈性酶抑制劑后，小鼠腦內(nèi)病灶顯著減輕。而在加入G- CSF后，病灶嚴重程度加重[10]。與此相似，加入PAF誘導(dǎo)EOS脫顆粒后，NMO體外脊髓切片模型顯示明顯的AQP4與GFAP丟失，二代抗組胺藥物(西替利嗪、酮替芬)的應(yīng)用則可有效減少NMO小鼠病變程度[11]。以上證據(jù)表明，粒細胞通過ADCC途徑可加重NMO病理損傷，因此針對EOS與中性粒細胞的靶向藥物有望應(yīng)用于NMO的治療。

2.4 補體依賴的細胞介導(dǎo)的細胞毒性 (CDCC) EOS、中性粒細胞、NK細胞等除了誘發(fā)ADCC，還可通過吞噬作用和補體產(chǎn)物誘導(dǎo)的脫顆粒作用參與CDCC進程。在補體經(jīng)典激活途徑中，C1q與抗原抗體復(fù)合物結(jié)合的同時促進C3、C5裂解，釋放的過敏毒素C3a、C5a對效應(yīng)細胞產(chǎn)生了募集與活化作用，進一步加重了對星形膠質(zhì)細胞的損害[11]。Phuan等[12]發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)染AQP4的CHO細胞中加入NMO- IgG、人抗體與NK細胞，再加入C1q抗體后可見脊髓星形膠質(zhì)細胞損傷與髓鞘脫失明顯減輕，這是由于直接阻斷了補體激活經(jīng)典途徑、間接阻斷CDCC與替代途徑所致，表明CDCC在NMO發(fā)病機制中也起到了一定作用。

2.5 細胞因子與趨化因子 細胞因子與趨化因子是參與細胞及體液免疫調(diào)節(jié)的小分子蛋白，在NMO發(fā)病機制中的作用已有廣泛的探索。Uzawa等[13]對NMO患者急性期多種細胞因子/趨化因子檢測后發(fā)現(xiàn)，CSF中IL- 1ra、IL- 6、IL- 8、IL- 13、G- CSF和IL- γ誘導(dǎo)蛋白10(IP- 10)等水平高于MS，表明NMO 中Th2、Th17、B細胞相關(guān)因子增高更為明顯，與之后多個研究結(jié)果相一致[14]。同時，NMO急性期后血清中較高水平的EOS及中性粒細胞相關(guān)細胞因子/趨化因子(CCL11、CCL- 4、G- CSF、MPO等)被認為有助于與MS區(qū)分[15]。Correale等[16]發(fā)現(xiàn)NMO患者CSF中IL- 5分泌細胞明顯增多，并與EO- 2、EO- 3水平正相關(guān)。這些因子，尤其是Th2反應(yīng)相關(guān)因子，進一步放大了EOS對CNS的損害。同時，活化EOS分泌的細胞因子又可作用于自身，這種惡性循環(huán)加重了NMO局部慢性炎癥反應(yīng)。

3 EOS、幽門螺桿菌(Hp)感染與NMOSD

本課題組研究發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)NMOSD患者血清有著較高的Hp檢出率，推測Hp可能是NMOSD發(fā)病的一個危險因素[17]。慢性胃炎、消化性潰瘍等Hp感染患者，其胃上皮細胞會釋放更多EOS趨化因子，此外Hp釋放出的外膜小泡(OMV)可上調(diào)β2整合素、ICAM- 1的表達，加強EOS與胃上皮細胞黏附，從而促進EOS脫顆粒作用[18,19]。盡管認為EOS與Hp感染相關(guān)，然而在對上述患者進行Hp根除治療后卻未發(fā)現(xiàn)EOS的數(shù)量有改變[20]。Murakami 等[21]觀察到，對遺傳過敏性皮炎患者，根除Hp治療可減少外周EOS。因此，我們推斷Hp感染對于普通患者外周血EOS數(shù)量沒有影響，但對部分免疫功能異常人群可能產(chǎn)生顯著作用，NMOSD、Hp感染以及EOS三者之間的內(nèi)在聯(lián)系，值得進一步探索。

4 針對EOS的治療前景及展望

理論上，干擾EOS作用機制的手段，如減輕EOS浸潤、抑制EOS源性產(chǎn)物分泌等均可起到部分治療作用?？蓱?yīng)用的藥物包括糖皮質(zhì)激素、白三烯抑制劑、二代抗組胺藥物、抗IL- 5抗體等?？菇M胺藥物在動物實驗中被證明可有效減輕EOS細胞毒性作用以及NMOSD病理改變，此外經(jīng)抗IL- 5抗體處理后的小鼠病灶嚴重程度有所減輕[11]。而芬戈莫德、那他珠單抗等藥物則可增加外周EOS數(shù)量使得病情加重。

目前認為，NMOSD是一種以體液免疫為主、細胞免疫及粒細胞等參與的免疫相關(guān)性水通道蛋白病。NMOSD血管周圍與軟膜旁明顯的粒細胞浸潤，作為區(qū)別于MS的病理特點之一，逐漸受到人們的關(guān)注。EOS由于缺乏特異的細胞表面標記，加上現(xiàn)有NMOSD動物模型的限制，很難去確定EOS在NMOSD發(fā)病機制中的確切作用。有趣的是，大部分研究都是針對NMO- IgG陽性的個體，EOS對于抗體陰性患者的影響有待于進一步研究證實。最后，炎癥反應(yīng)都是雙刃劍，EOS介導(dǎo)的炎性反應(yīng)在NMOSD發(fā)病機制中是否存在一定保護作用，仍需進一步明確。

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[收稿2016- 08- 24]

(編輯 倪 鵬)

10.3969/j.issn.1000- 484X.2017.08.028

①本文為國家自然科學(xué)基金(No.81471218)。

周一凡(1993年-)，女，在讀碩士，主要從事神經(jīng)免疫方面的研究，E- mail：1925138409@qq.com。

及指導(dǎo)教師：邱 偉(1977年-)，男，醫(yī)學(xué)博士，副教授、博士生導(dǎo)師，主要從事神經(jīng)免疫方面的研究，E- mail：qiuwei120@vip.163.com。

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1000- 484X(2017)08- 1252- 03